电控辅助触发式变速器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电控辅助触发式变速器，可应用在摩托车、电动车或车床上，用于实现力的传递。结构包括在壳体上设置的动力输入轴、动力输出轴和中间轴，通过在动力输入轴与中间轴之间设置两个不同速比的传动齿轮组，并通过设置单向传动结构、摩擦环和动凸轮，并辅以电磁铁来推动动凸轮与摩擦环进行端面接触，而实现动力以不同传动模式来进行传动，结构简单，传动模式可控性好。
【专利说明】
电控辅助触发式变速器
技术领域
[0001]本发明属于机械动力传动领域，特别是涉及一种用于传递动力的电控辅助触发式变速器。【背景技术】
[0002]实用新型专利(CN 202659757U)中公开了一种传动轴用扭矩限制器，包括外锥套、 内锥套、推力球轴承、套筒、弹性体、压盖，外锥套和内锥套以一定的锥度配合，套筒和压盖之间装有弹性体，外锥套、套筒、弹性体、压盖通过螺栓连接在一块。本发明通过调节螺栓施加的轴向力的大小来调节扭矩限制器的打滑扭矩，通过弹性体来补偿摩擦面的磨损变形， 由于摩擦面采用锥面结构，因此整个结构具有较小的回转直径条件下能实现较大打滑扭矩的特征。
[0003]这种扭矩限制器仅能调节扭矩限制器的打滑扭矩，并不能实现在扭矩传递过程中的换档功能，且结构相对较为复杂。由于是机械式传动结构，在动力传递过程中有时会因机械式的传动结构发生卡滞而易使换挡不顺畅。
【发明内容】
[0004]为克服上述缺陷，本发明需要解决的技术问题:提供一种电控辅助触发式变速器， 该变速器结构简单，工作可靠性高。
[0005]为解决所述技术问题，本发明的技术方案:一种电控辅助触发式变速器，包括壳体，设置在壳体内的动力输入轴、动力输出轴和中间轴，动力输入轴、动力输出轴和中间轴三者平行设置，在动力输入轴上周向固定地套接有一级低速主齿轮，中间轴上套接有与一级低速主齿轮啮合的一级低速被齿轮，中间轴上周向固定地套接有二级主齿轮，动力输出轴上周向固定地套接有二级被齿轮，二级主齿轮与二级被齿轮啮合，其特征在于，一级低速被齿轮与中间轴两者之间设有单向传动结构;在动力输入轴上周向转动地套接一级高速主齿轮，中间轴上周向固定地套接有与一级高速主齿轮啮合的一级高速被齿轮;在动力输入轴上间隙地套接有摩擦环和动凸轮，动凸轮与动力输入轴传动联接，摩擦环和动凸轮相向的端面上设有摩擦结构，摩擦环与一级高速主齿轮传动联接;动凸轮的外侧设有电磁铁，通电后的电磁铁用于推动动凸轮向摩擦环方向运动，而使得动力自动力输入轴传递到一级高速主齿轮上。
[0006]电磁铁通电后产生磁场，而使动凸轮产生轴向方向上的运动，实现动凸轮与摩擦环上的摩擦结构压接在一起而传动。动凸轮本身可以为永磁体。可以是电磁铁持续工作，也可以是电磁铁仅是推动动凸轮轴向运动后，动凸轮与动力输入轴之间带有自锁功能。在实现低速传动时，动凸轮与摩擦环之间处于分开状态，一级低速主、被齿轮之间实现动力的传递。在实现高速传动时，动凸轮与摩擦环两者上的摩擦结构处于压接传动状态，动力的传递经由动凸轮与摩擦环。
[0007]—级低速被齿轮的直径要小于一级高速被齿轮的直径，它们分别与中间轴上的相应齿轮相啮合，而使得它们在进行动力传递时使得中间轴产生的转动速度不同。一级低速被齿轮传动时，中间轴的转速小，一级高速被齿轮传动时，中间轴的转速大。
[0008]所述的单向传动结构可以是超越离合器、棘齿棘轮结构或单向轴承，一级低速被齿轮正向转动时，一级低速被齿轮上的动力会传递到中间轴上;而在离合式结构参与动力传递时，由于它们之间采用了高速传动方式，此时的一级低速被齿轮相当于在中间轴上反向转动，而仅是产生空转。
[0009]在动力输入轴上套接有静凸轮，静凸轮相对于动力输入轴周向固定，动凸轮相对于动力输入轴周向转动;在静凸轮和动凸轮相向的端面上分别设有插接在一起的插片和插口，插片和插口均沿各自凸轮的周向延伸成弧形，在插片和插口上分别设有走向一致的斜口，斜口呈螺旋设置，插片和插口上的斜口贴合在一起，用于在两个凸轮之间实现周向传动过程中，使两个凸轮之间的轴向位置发生改变，且在两凸轮轴向位置变化过程中，动凸轮所受到的传动扭矩发生相适应的改变。在实现高速传动时，由于电磁铁会推动动凸轮与摩擦环相压接，在摩擦环的阻力作用下，动凸轮相对于静凸轮周向转动滞后，由于斜口的设置， 加之电磁铁的推动，而促使动凸轮向着摩擦环方向运动，使得动凸轮与摩擦环两者之间的摩擦结构进一步的压紧，而实现动力在动凸轮与摩擦环之间的传递。
[0010]在插口上于斜口的最高点位置处设有挡口，该挡口用于对插片的侧部进行阻挡。 通过设置挡口用于限定动凸轮相对于静凸轮的偏转角度，且在动凸轮相对于静凸轮发生最大的偏转角度，动凸轮和静凸轮之间的转速一致，实现动力的高速传递。在高速传动稳定后，不需要电磁铁的通电，能够有效节省能耗。
[0011]插口的底部设有用于容纳插片外端部的凹口。凹口可以供插片的外端部的插接， 插片的尺寸可以有足够大，使得在插口与插片之间制成相对较长的斜口，便于动凸轮与静凸轮之间的传动稳定过渡。
[0012]在动力输入轴上套接有弹簧，弹簧作用在动凸轮上而促使动凸轮具有向着静凸轮方向运动的趋势。动凸轮上于弹簧的位置处设置有凹腔，弹簧设置在凹腔中。动力输入轴上设有挡片，弹簧的两端分别作用在挡片和动凸轮上。通过设置该弹簧可方便在实现由高速传动向低速传动的切换。
[0013]在动力输入轴的外周面上一体成型有外向凸环，一级高速主齿轮和一级低速主齿轮分列在外向凸环的相对两侧，外向凸环用于对一级高速主齿轮进行轴向定位。外向凸环的设置，便于对一级高速主齿轮在动力输入轴上进行轴向定位，以免一级高速主齿轮与一级低速主齿轮之间产生干涉。
[0014]摩擦环朝向一级高速主齿轮的端面上形成有若干插齿，插齿分别插接在一级高速主齿轮端面上所形成的接口中。通过插齿与接口的插接配合，一方面便于动力的传递，另一方面也便于对一级高速主齿轮和摩擦环进行加工。
[0015]电磁铁的结构包括线圈和间隙地套接在动力输入轴上的铁芯，在线圈的外周包裹有环形的铁圈，铁芯用于推动动凸轮动作。线圈通电后产生磁场，在铁圈闭环积聚的作用下，会使铁芯能够产生较为强大的推力。
[0016]在铁芯朝向动凸轮的一侧设有推动套，推动套间隙地套接在动力输入轴上。通过推动套的设置，而把铁芯在线圈通电所产生的磁推力传导出，便于电磁铁的设置和装配。
[0017]动凸轮的纵截面呈“凸”字形，推动套朝向动凸轮的一端上一体成型有法兰盘，推动套间隙地套接在动凸轮的小头端侧的外周;在铁芯朝向推动套一端的内口部设有供推动套端部插接的联接口。这种设计使得电磁铁与动凸轮之间的结构紧凑性好，便于推动套对动凸轮的轴向运动进行推动。
[0018]因此，本发明的有益效果:本变速器中设置有电磁铁，用于对动凸轮的动作进行电控辅助，在本变速器装配在一些机械设备中后，可通过设置一些感应装置对机械设备的工况进行感知，而使得本变速器能够更好地适应机械设备的工况需要，能够很好地满足实际的工作需求。通过动凸轮和摩擦环之间的传动配合，而实现动力传递的离合，结构简单，在高速与低速动力传递线路之间进行切换时，能够自然过渡，显得平顺。【附图说明】
[0019]图1是本变速器的纵向剖视图。
[0020]图2是电磁铁与一级高速主齿轮之间结构的放大结构图。[0021 ]图3是动凸轮与静凸轮的配合放大结构图。【具体实施方式】
[0022]见图中，本电控辅助触发式变速器的结构包括壳体2,在壳体2内转动地设有动力输入轴9、动力输出轴1和中间轴3，动力输入轴9、动力输出轴1和中间轴3三者平行设置。
[0023]动力输入轴9上周向固定地套接有一级低速主齿轮10,中间轴3上套接有与一级低速主齿轮10啮合的一级低速被齿轮12。中间轴3上周向固定地套接有二级主齿轮4,动力输出轴1上周向固定地套接有二级被齿轮13,二级主齿轮4与二级被齿轮13啮合。在实现低速传动时，动力自动力输入轴9通过一级低速主齿轮10、一级低速被齿轮12、二级主齿轮4、二级被齿轮13而被动力输出轴1向外传递。[〇〇24] 一级低速主齿轮10的直径要小于一级高速主齿轮8的直径，一级低速被齿轮12的直径要大于一级高速被齿轮的直径，从而会带来传动速比上的变化，使得单向传动结构11 有选择性地动作。
[0025]在动力输入轴9上周向转动地套接一级高速主齿轮8,中间轴3上周向固定地套接有与一级高速主齿轮8啮合的一级高速被齿轮23。在动力输入轴9上间隙地套接有摩擦环7 和动凸轮6,动凸轮6与动力输入轴9传动联接，摩擦环7与一级高速主齿轮8传动联接。摩擦环7和动凸轮6相向的端面上设有由摩擦材料制成的摩擦结构，该摩擦结构相当于摩擦片。 在动凸轮6的外侧设有电磁铁5，通电后的电磁铁5推动动凸轮6向摩擦环7方向运动，而使得动力自动力输入轴9传递到一级高速主齿轮8上。前述这些部件是用于实现动力的高速传递，为防止在高速传动时，低速传动部件产生运动干涉，一级低速被齿轮12与中间轴3两者之间设有单向传动结构11。[〇〇26]在动力输入轴9上套接有静凸轮14,静凸轮14相对于动力输入轴9周向固定，动凸轮6相对于动力输入轴9周向转动。在静凸轮14和动凸轮6相向的端面上分别设有插接在一起的插片18和插口 20，则实现了动凸轮6与动力输入轴9之间的传动联接。插片18和插口 20 均沿各自凸轮的周向延伸成弧形，在插片18和插口 20上分别设有走向一致的斜口 17，斜口 17呈螺旋设置，插片18和插口 20上的斜口 17贴合在一起。在两个凸轮之间实现周向传动过程中，两个凸轮之间的轴向位置发生改变，且在两凸轮相对轴向位置变化过程中，动凸轮6所受到的传动扭矩发生相适应的改变。为使斜口 17具有足够的长度，且为了使动力传递路线切换时的平顺性，插口 20的底部设有用于容纳插片18外端部的凹口 19。[〇〇27]在插口 20上于斜口 17的最高点位置处设有挡口 21，当静凸轮14促使动凸轮6运动到最大位置处时，该挡口 21对插片18的侧部进行阻挡，静凸轮14上来自于动力输入轴9上的动力全部传递给动凸轮6。[〇〇28]为便于动力自高速传递模式切换到低速传模式，在动力输入轴9上套接有弹簧15。 动凸轮6朝向摩擦环7的端面上设有凹腔，在动力输入轴9上轴向固定地设置有挡片16,弹簧 15位于凹腔位置处，且弹簧15的两端分别作用在挡片16和动凸轮6上，弹簧15会促使动凸轮 6具有向着静凸轮14方向运动的趋势。
[0029]在动力输入轴9的外周面上一体成型有外向凸环22, 一级高速主齿轮8和一级低速主齿轮10分列在外向凸环22的相对两侧，外向凸环22用于对一级高速主齿轮8进行轴向定位。
[0030]摩擦环7是与一级高速主齿轮8传动联接的，具体结构是，摩擦环7朝向一级高速主齿轮8的端面上形成有若干插齿，插齿分别插接在一级高速主齿轮8端面上所形成的接口中。
[0031]电磁铁5的结构包括线圈52和间隙地套接在动力输入轴9上的铁芯53,在线圈52的外周包裹有环形的铁圈51，铁芯53用于推动动凸轮6动作。在铁芯53朝向动凸轮6的一侧设有推动套54,推动套54间隙地套接在动力输入轴9上。动凸轮6的纵截面呈“凸”字形，推动套 54朝向动凸轮6的一端上一体成型有法兰盘55,推动套54间隙地套接在动凸轮6的小头端侧的外周;在铁芯53朝向推动套54—端的内口部设有供推动套54端部插接的联接口。
[0032]本变速器中的电磁铁5的通电与否，可以是由手动开关来进行的，也可以是通过设置感应装置的方式来自动根据机械设备的工况而改变电磁铁5的通电情况，或者是手动开关与感应装置同时设置。感应装置一般是集成在控制器中，可以通过感应电流大小、工作速度等参数来确定电磁铁5是否需要启动。
[0033]当本变速器启动时，动力自一级低速主齿轮10传递到一级低速被齿轮12,此时的中间轴3相对于一级低速被齿轮12的转速滞后，单向传动机构起作用，动力能够自一级低速被齿轮12传递到中间轴3上，进而动力以低速传递至动力输出轴1上，而动凸轮6和摩擦环7 分开，一级高速主齿轮8、摩擦环7不转动。在中间轴3的转速达到设定值时，控制器启动电磁铁5工作，电磁铁5通过推动套54推动动凸轮6向摩擦环7方向运动，动凸轮6和摩擦环7两者上的摩擦结构开始压按接起作用，而静凸轮14跟随动力输入轴9同速转动，动凸轮6在与摩擦环7相接触的瞬间，动凸轮6具有与静凸轮14相对滞后的转动，在动凸轮6与静凸轮14上所设斜口 17的作用下，动凸轮6相对于静凸轮14轴向运动而逐渐使动凸轮6与摩擦环7上的摩擦结构压紧在一起，完成动力的稳定传递。在动力稳定传递后，由于外界的阻力作用，亦或是由于上述支撑面的作用，动凸轮6和静凸轮14两者的相对周向位置能够很稳定地保持一起。由于一级高速主齿轮8与一级高速被齿轮23之间的速比要大于一级低速主齿轮10与一级低速被齿轮12之间的速比，一级高速被齿轮23会促使中间轴3高速转动，一级低速被齿轮 12相对于中间轴3反向转动，单向传动结构11不参与到动力的传递。
[0034]在外界阻力大时，或者人为减速时，中间轴3的转速会降低，在中间轴3的转速降低到一级低速被齿轮12的转速甚至更低时，一级低速主齿轮10接管动力传递，一级高速主齿轮8受到外界的阻力消失，动凸轮6与静凸轮14之间的转速趋于一致，在弹簧15的作用下，动凸轮6适应斜口 17的走向而反向偏转差向着静凸轮14的方向轴向运动，动凸轮6与摩擦环7 脱开，从而完成低转速传动模式的切换，实现低转速大扭矩的传动。
[0035]在外界阻力变小到一定程度，会体现在机械设备的工作速度或输出电流上，控制器通过感知到某一目标参数的变化后，再次启动电磁铁5工作，而实现高转速低扭矩的传动。
【主权项】
1.一种电控辅助触发式变速器，包括壳体，设置在壳体内的动力输入轴、动力输出轴和 中间轴，动力输入轴、动力输出轴和中间轴三者平行设置，在动力输入轴上周向固定地套接 有一级低速主齿轮，中间轴上套接有与一级低速主齿轮啮合的一级低速被齿轮，中间轴上 周向固定地套接有二级主齿轮，动力输出轴上周向固定地套接有二级被齿轮，二级主齿轮 与二级被齿轮啮合，其特征在于，一级低速被齿轮与中间轴两者之间设有单向传动结构;在 动力输入轴上周向转动地套接一级高速主齿轮，中间轴上周向固定地套接有与一级高速主 齿轮啮合的一级高速被齿轮;在动力输入轴上间隙地套接有摩擦环和动凸轮，动凸轮与动 力输入轴传动联接，摩擦环和动凸轮相向的端面上设有摩擦结构，摩擦环与一级高速主齿 轮传动联接;动凸轮的外侧设有电磁铁，通电后的电磁铁用于推动动凸轮向摩擦环方向运 动，而使得动力自动力输入轴传递到一级高速主齿轮上。2.根据权利要求1所述的电控辅助触发式变速器，其特征在于，在动力输入轴上套接有 静凸轮，静凸轮相对于动力输入轴周向固定，动凸轮相对于动力输入轴周向转动;在静凸轮 和动凸轮相向的端面上分别设有插接在一起的插片和插口，插片和插口均沿各自凸轮的周 向延伸成弧形，在插片和插口上分别设有走向一致的斜口，斜口呈螺旋设置，插片和插口上 的斜口贴合在一起，用于在两个凸轮之间实现周向传动过程中，使两个凸轮之间的轴向位 置发生改变，且在两凸轮轴向位置变化过程中，动凸轮所受到的传动扭矩发生相适应的改 变。3.根据权利要求2所述的电控辅助触发式变速器，其特征在于，在插口上于斜口的最高 点位置处设有挡口，该挡口用于对插片的侧部进行阻挡。4.根据权利要求3所述的电控辅助触发式变速器，其特征在于，插口的底部设有用于容 纳插片外端部的凹口。5.根据权利要求2、3或4所述的电控辅助触发式变速器，其特征在于，在动力输入轴上 套接有弹簧，弹簧作用在动凸轮上而促使动凸轮具有向着静凸轮方向运动的趋势。6.根据权利要求5所述的电控辅助触发式变速器，其特征在于，在动力输入轴的外周面 上一体成型有外向凸环，一级高速主齿轮和一级低速主齿轮分列在外向凸环的相对两侧， 外向凸环用于对一级高速主齿轮进行轴向定位。7.根据权利要求1至4任一所述的电控辅助触发式变速器，其特征在于，摩擦环朝向一 级高速主齿轮的端面上形成有若干插齿，插齿分别插接在一级高速主齿轮端面上所形成的 接口中。8.根据权利要求1至4任一所述的电控辅助触发式变速器，其特征在于，电磁铁的结构 包括线圈和间隙地套接在动力输入轴上的铁芯，在线圈的外周包裹有环形的铁圈，铁芯用 于推动动凸轮动作。9.根据权利要求8所述的电控辅助触发式变速器，其特征在于，在铁芯朝向动凸轮的一 侧设有推动套，推动套间隙地套接在动力输入轴上。10.根据权利要求9所述的电控辅助触发式变速器，其特征在于，动凸轮的纵截面呈 “凸”字形，推动套朝向动凸轮的一端上一体成型有法兰盘，推动套间隙地套接在动凸轮的 小头端侧的外周;在铁芯朝向推动套一端的内口部设有供推动套端部插接的联接口。
【文档编号】F16H61/28GK105972164SQ201610530443
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】梁振营
【申请人】立马车业集团有限公司